Kwa ukuaji wa alumini ndani ya tasnia ya utengenezaji wa kulehemu, na kukubalika kwake kama mbadala bora wa chuma kwa matumizi mengi, kuna mahitaji yanayoongezeka kwa wale wanaohusika na miradi ya alumini ili kufahamu zaidi kundi hili la vifaa. Ili kuelewa kikamilifu alumini, inashauriwa kuanza kwa kufahamu mfumo wa utambuzi/uainishaji wa alumini, aloi nyingi za alumini zinazopatikana na sifa zake.

Mfumo wa Hali ya Aloi ya Alumini na Uteuzi- Amerika Kaskazini, Chama cha Alumini Inc. kina jukumu la ugawaji na usajili wa aloi za alumini. Hivi sasa kuna zaidi ya aloi 400 za alumini zilizotengenezwa na aloi zilizotengenezwa na zaidi ya aloi 200 za alumini katika mfumo wa uundaji na ingoti zilizosajiliwa na Chama cha Alumini. Mipaka ya utungaji wa kemikali wa aloi kwa aloi hizi zote zilizosajiliwa iko katika Chama cha Alumini.Kitabu cha Myeupeyenye kichwa "Uainishaji wa Aloi za Kimataifa na Mipaka ya Muundo wa Kemikali kwa Alumini Iliyotengenezwa na Aloi za Alumini Iliyotengenezwa" na katikaKitabu cha Pinkiyenye kichwa "Uteuzi na Mipaka ya Utungaji wa Kemikali kwa Aloi za Alumini katika Umbo la Utupwaji na Ingot. Machapisho haya yanaweza kuwa muhimu sana kwa mhandisi wa kulehemu wakati wa kutengeneza taratibu za kulehemu, na wakati kuzingatia kemia na uhusiano wake na unyeti wa nyufa ni muhimu.

Aloi za alumini zinaweza kugawanywa katika makundi kadhaa kulingana na sifa za nyenzo mahususi kama vile uwezo wake wa kujibu matibabu ya joto na mitambo na kipengele cha msingi cha aloi kinachoongezwa kwenye aloi ya alumini. Tunapozingatia mfumo wa nambari/utambulisho unaotumika kwa aloi za alumini, sifa zilizo hapo juu zinatambuliwa. Alumini zilizofumwa na kutupwa zina mifumo tofauti ya utambulisho. Mfumo uliofumwa ni mfumo wa tarakimu 4 na utupaji una mfumo wa mahali pa tarakimu 3 na desimali 1.

Mfumo wa Uteuzi wa Aloi Iliyotengenezwa- Kwanza tutazingatia mfumo wa utambuzi wa aloi ya alumini iliyotengenezwa kwa tarakimu 4. Tarakimu ya kwanza (Xxxx) inaonyesha kipengele kikuu cha aloi, ambacho kimeongezwa kwenye aloi ya alumini na mara nyingi hutumika kuelezea mfululizo wa aloi ya alumini, yaani, mfululizo 1000, mfululizo 2000, mfululizo 3000, hadi mfululizo 8000 (tazama jedwali 1).

Tarakimu moja ya pili (xXxx), ikiwa tofauti na 0, inaonyesha mabadiliko ya aloi maalum, na tarakimu za tatu na nne (xxXX) ni nambari zisizo za kawaida zinazotolewa kutambua aloi maalum katika mfululizo. Mfano: Katika aloi 5183, nambari 5 inaonyesha kwamba ni ya mfululizo wa aloi ya magnesiamu, nambari 1 inaonyesha kwamba ni nambari 1^stmarekebisho ya aloi asilia 5083, na 83 inaitambua katika mfululizo wa 5xxx.

Isipokuwa tu kwa mfumo huu wa kuhesabu aloi ni pamoja na aloi za alumini za mfululizo wa 1xxx (alumini safi) ambapo tarakimu 2 za mwisho hutoa asilimia ya chini ya alumini zaidi ya 99%, yaani, Aloi 13(50)(Alumini ya chini kabisa ya 99.50%).

MFUMO WA KUBUNI ALOI YA ALUMINIMU ILIYOFUNGWA

Jedwali 1

Uteuzi wa Aloi ya Kutupwa- Mfumo wa uteuzi wa aloi ya kutupwa unategemea uteuzi wa desimali wenye tarakimu 3 pamoja na xxx.x (yaani 356.0). Tarakimu ya kwanza (Xxx.x) inaonyesha kipengele kikuu cha aloi, ambacho kimeongezwa kwenye aloi ya alumini (tazama jedwali la 2).

MFUMO WA KUBUNI ALOI YA ALUMINIMU ILIYOTENGENEZWA

Jedwali la 2

Tarakimu za pili na tatu (xXX.x) ni nambari holela zinazotolewa ili kutambua aloi maalum katika mfululizo. Nambari inayofuata nukta ya desimali inaonyesha kama aloi ni kitu cha kutupwa (.0) au ingot (.1 au .2). Kiambishi awali cha herufi kubwa kinaonyesha marekebisho ya aloi maalum.
Mfano: Aloi – A356.0 herufi kubwa A (Axxx.x) inaonyesha marekebisho ya aloi 356.0. Nambari 3 (A3xx.x) inaonyesha kwamba ni ya safu ya silicon pamoja na shaba na/au magnesiamu. 56 katika (Ax56.0) hutambua aloi ndani ya mfululizo wa 3xx.x, na .0 (Axxx.0) inaonyesha kwamba ni umbo la mwisho linalotengenezwa kwa umbo na si ingot.

Mfumo wa Uainishaji wa Hali ya Alumini -Tukizingatia mfululizo tofauti wa aloi za alumini, tutaona kwamba kuna tofauti kubwa katika sifa zao na matumizi yake. Jambo la kwanza la kutambua, baada ya kuelewa mfumo wa utambulisho, ni kwamba kuna aina mbili tofauti za alumini ndani ya mfululizo uliotajwa hapo juu. Hizi ni aloi za Alumini Zinazotibiwa kwa Joto (zile ambazo zinaweza kupata nguvu kupitia kuongeza joto) na aloi za Alumini Zinazotibiwa kwa Joto. Tofauti hii ni muhimu sana wakati wa kuzingatia athari za kulehemu kwa arc kwenye aina hizi mbili za vifaa.

Aloi za alumini zilizotengenezwa kwa mfululizo wa 1xxx, 3xxx, na 5xxx hazitibiki kwa joto na zinaweza kuganda kwa mkazo pekee. Aloi za alumini zilizotengenezwa kwa mfululizo wa 2xxx, 6xxx, na 7xxx zinaweza kutibiwa kwa joto na mfululizo wa 4xxx zinajumuisha aloi zinazotibiwa kwa joto na zisizotibiwa kwa joto. Aloi za kutupwa kwa mfululizo wa 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x na 7xx.x zinaweza kutibiwa kwa joto. Ugumu wa mkazo hautumiki kwa ujumla kwenye uundaji.

Aloi zinazotibiwa kwa joto hupata sifa zao bora za kiufundi kupitia mchakato wa matibabu ya joto, matibabu ya kawaida ya joto ni Matibabu ya Joto ya Suluhisho na Uzee Bandia. Matibabu ya Joto ya Suluhisho ni mchakato wa kupasha joto aloi hadi halijoto ya juu (karibu 990 Deg. F) ili kuweka vipengele au misombo ya aloi kwenye myeyusho. Hii inafuatwa na kuzima, kwa kawaida ndani ya maji, ili kutoa myeyusho uliojaa sana kwenye halijoto ya kawaida. Matibabu ya joto ya myeyusho kwa kawaida hufuatwa na kuzeeka. Kuzeeka ni kunyesha kwa sehemu ya vipengele au misombo kutoka kwa myeyusho uliojaa sana ili kutoa sifa zinazohitajika.

Aloi zisizotibika kwa joto hupata sifa zao bora za kiufundi kupitia Ugumu wa Mkazo. Ugumu wa Mkazo ni njia ya kuongeza nguvu kupitia utumiaji wa utendakazi wa baridi. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

MIUNDO YA HARUSI YA MSINGI

Jedwali la 3

Zaidi ya uainishaji wa msingi wa halijoto, kuna kategoria mbili za ugawaji, moja ikishughulikia uainishaji wa "H" Hasira - Ugumu wa Mkazo, na nyingine ikishughulikia uainishaji wa "T" Hasira - Uliotibiwa kwa Joto.

Vigawanyiko vya H Temper - Mkazo Ulioimarishwa

Nambari ya kwanza baada ya H inaonyesha operesheni ya msingi:
H1– Chujio Lililoimarishwa Pekee.
H2– Mchuzi Umeimarishwa na Umeziba kwa Kiasi.
H3– Chuja Imeimarishwa na Kuimarishwa.
H4– Chuja Iliyokauka na Kupakwa Lacquer au Kupakwa Rangi.

Nambari ya pili baada ya H inaonyesha kiwango cha ugumu wa mkazo:
HX2- Robo Ngumu ya Kuingiliana4- Nusu Ngumu ya Upeo6- Robo Tatu Ngumu
HX8- HX Kamili Ngumu9- Ngumu Zaidi

Vigawanyiko vya T Temper - Vilivyotibiwa kwa Joto

T1- Huzeeka kiasili baada ya kupoa kutokana na mchakato wa uundaji wa halijoto ya juu, kama vile kutoa.
T2- Baridi ilifanya kazi baada ya kupoa kutokana na mchakato wa uundaji wa halijoto ya juu na kisha kuzeeka kiasili.
T3- Suluhisho hutibiwa kwa joto, hutumika kwa baridi na huzeeka kiasili.
T4- Suluhisho limetibiwa kwa joto na huzeeka kiasili.
T5- Imechakaa bandia baada ya kupoa kutokana na mchakato wa uundaji wa halijoto ya juu.
T6- Suluhisho limetibiwa kwa joto na kuchakaa bandia.
T7- Suluhisho limetibiwa kwa joto na kuimarishwa (limezidishwa).
T8- Suluhisho limetibiwa kwa joto, limetengenezwa kwa baridi na limechakaa bandia.
T9- Suluhisho limetibiwa kwa joto, limechakaa bandia na limefanyiwa kazi kwa baridi.
T10- Baridi ilifanya kazi baada ya kupoa kutokana na mchakato wa uundaji wa halijoto ya juu na kisha ikachakaa bandia.

Tarakimu za ziada zinaonyesha unafuu wa msongo wa mawazo.
Mifano:
TX51au TXX51– Msongo wa mawazo hupunguzwa kwa kunyoosha.
TX52au TXX52– Msongo wa mawazo hupunguzwa kwa kubana.

Aloi za Alumini na Sifa Zake- Tukizingatia mfululizo saba wa aloi za alumini zilizotengenezwa, tutathamini tofauti zao na kuelewa matumizi na sifa zao.

Aloi za Mfululizo wa 1xxx– (haiwezi kutibiwa kwa joto – yenye nguvu ya mwisho ya mvutano wa 10 hadi 27 ksi) mfululizo huu mara nyingi hujulikana kama mfululizo wa alumini safi kwa sababu inahitajika kuwa na alumini ya chini ya 99.0%. Inaweza kulehemu. Hata hivyo, kwa sababu ya kiwango chao kidogo cha kuyeyuka, zinahitaji mambo fulani ya kuzingatia ili kutoa taratibu zinazokubalika za kulehemu. Zinapozingatiwa kwa ajili ya utengenezaji, aloi hizi huchaguliwa hasa kwa upinzani wao bora wa kutu kama vile katika matangi maalum ya kemikali na mabomba, au kwa upitishaji wao bora wa umeme kama vile katika matumizi ya baa ya basi. Aloi hizi zina sifa duni za kiufundi na mara chache hazizingatiwi kwa matumizi ya jumla ya kimuundo. Aloi hizi za msingi mara nyingi huunganishwa na nyenzo zinazolingana za kujaza au na aloi za kujaza 4xxx kulingana na matumizi na mahitaji ya utendaji.

Aloi za Mfululizo wa 2xxx– (inayotibika kwa joto– yenye nguvu ya juu ya mvutano wa 27 hadi 62 ksi) hizi ni aloi za alumini/shaba (nyongeza za shaba kuanzia 0.7 hadi 6.8%), na ni aloi zenye nguvu ya juu na utendaji wa juu ambazo mara nyingi hutumika kwa matumizi ya anga na ndege. Zina nguvu bora katika halijoto mbalimbali. Baadhi ya aloi hizi huchukuliwa kuwa haziwezi kulehemu na michakato ya kulehemu ya arc kwa sababu ya uwezekano wao wa kupasuka kwa moto na kupasuka kwa kutu; hata hivyo, zingine hulehemu kwa ufanisi mkubwa kwa taratibu sahihi za kulehemu. Nyenzo hizi za msingi mara nyingi hulehemu kwa aloi za vijazaji vya mfululizo wa 2xxx zenye nguvu ya juu zilizoundwa ili kuendana na utendaji wao, lakini wakati mwingine zinaweza kulehemu kwa vijazaji vya mfululizo wa 4xxx vyenye silicon au silicon na shaba, kulingana na mahitaji ya matumizi na huduma.

Aloi za Mfululizo wa 3xxx– (haiwezi kutibiwa kwa joto – yenye nguvu ya mwisho ya mvutano wa 16 hadi 41 ksi) Hizi ni aloi za alumini/manganese (nyongeza za manganese kuanzia 0.05 hadi 1.8%) na zina nguvu ya wastani, zina upinzani mzuri wa kutu, umbo zuri na zinafaa kutumika katika halijoto ya juu. Mojawapo ya matumizi yao ya kwanza ilikuwa vyungu na sufuria, na ndizo sehemu kuu leo ​​kwa vibadilisha joto katika magari na mitambo ya umeme. Hata hivyo, nguvu zao za wastani mara nyingi huzuia kuzingatia matumizi ya kimuundo. Aloi hizi za msingi huunganishwa na aloi za kujaza mfululizo wa 1xxx, 4xxx na 5xxx, kulingana na kemia yao maalum na matumizi maalum na mahitaji ya huduma.

Aloi za Mfululizo wa 4xxx– (inayotibika kwa joto na isiyotibika kwa joto – yenye nguvu ya mwisho ya mvutano wa 25 hadi 55 ksi) Hizi ni aloi za alumini/silicon (nyongeza za silicon kuanzia 0.6 hadi 21.5%) na ndizo mfululizo pekee zenye aloi zinazotibika kwa joto na zisizotibika kwa joto. Silicon, inapoongezwa kwenye alumini, hupunguza kiwango chake cha kuyeyuka na kuboresha umajimaji wake inapoyeyuka. Sifa hizi zinafaa kwa vifaa vya kujaza vinavyotumika kwa kulehemu kwa mchanganyiko na kung'arisha. Kwa hivyo, mfululizo huu wa aloi hupatikana zaidi kama nyenzo ya kujaza. Silicon, peke yake katika alumini, haiwezi kutibika kwa joto; hata hivyo, idadi ya aloi hizi za silicon zimeundwa kuwa na nyongeza za magnesiamu au shaba, ambayo huwapa uwezo wa kujibu vyema matibabu ya joto ya suluhisho. Kwa kawaida, aloi hizi za kujaza zinazotibika kwa joto hutumiwa tu wakati sehemu iliyounganishwa inapaswa kufanyiwa matibabu ya joto baada ya kulehemu.

Aloi za Mfululizo wa 5xxx– (isiyotibika kwa joto – yenye nguvu ya mwisho ya mvutano wa 18 hadi 51 ksi) Hizi ni aloi za alumini/magnesiamu (nyongeza za magnesiamu kuanzia 0.2 hadi 6.2%) na zina nguvu ya juu zaidi ya aloi zisizotibika kwa joto. Zaidi ya hayo, mfululizo huu wa aloi unaweza kulehemu kwa urahisi, na kwa sababu hizi hutumika kwa matumizi mbalimbali kama vile ujenzi wa meli, usafirishaji, vyombo vya shinikizo, madaraja na majengo. Aloi za msingi wa magnesiamu mara nyingi huunganishwa na aloi za kujaza, ambazo huchaguliwa baada ya kuzingatia kiwango cha magnesiamu cha nyenzo ya msingi, na hali ya matumizi na huduma ya sehemu iliyolehemu. Aloi katika mfululizo huu zenye magnesiamu zaidi ya 3.0% hazipendekezwi kwa huduma ya halijoto ya juu zaidi ya nyuzi joto 150 F kwa sababu ya uwezo wao wa kuhisi na uwezekano wa baadaye wa kupasuka kwa mkazo wa kutu. Aloi za msingi zenye magnesiamu chini ya takriban 2.5% mara nyingi huunganishwa kwa mafanikio na aloi za kujaza mfululizo wa 5xxx au 4xxx. Aloi ya msingi 5052 kwa ujumla hutambuliwa kama aloi ya msingi yenye kiwango cha juu cha magnesiamu ambayo inaweza kuunganishwa na aloi ya kujaza mfululizo wa 4xxx. Kwa sababu ya matatizo yanayohusiana na kuyeyuka kwa eutectic na sifa mbaya za mitambo zinazohusiana na kulehemu, haipendekezwi kulehemu nyenzo katika mfululizo huu wa aloi, ambazo zina kiasi kikubwa cha magnesiamu na vijaza mfululizo wa 4xxx. Nyenzo za msingi za magnesiamu zenye kiwango cha juu huunganishwa tu na aloi za kujaza 5xxx, ambazo kwa ujumla zinalingana na muundo wa aloi ya msingi.

Aloi za Mfululizo wa 6XXX– (inayotibika kwa joto – yenye nguvu ya mvutano wa 18 hadi 58 ksi) Hizi ni aloi za alumini/magnesiamu – silikoni (nyongeza za magnesiamu na silikoni za karibu 1.0%) na hupatikana sana katika tasnia ya utengenezaji wa kulehemu, zinazotumika zaidi katika mfumo wa extrusions, na kuingizwa katika vipengele vingi vya kimuundo. Kuongezwa kwa magnesiamu na silikoni kwenye alumini hutoa kiwanja cha magnesiamu-silicide, ambacho hutoa nyenzo hii uwezo wake wa kuwa suluhisho linalotibiwa kwa joto kwa nguvu iliyoboreshwa. Aloi hizi kwa asili ni nyeti kwa nyufa, na kwa sababu hii, hazipaswi kulehemu kwa arc moja kwa moja (bila nyenzo za kujaza). Kuongezwa kwa kiasi cha kutosha cha nyenzo za kujaza wakati wa mchakato wa kulehemu kwa arc ni muhimu ili kutoa upunguzaji wa nyenzo ya msingi, na hivyo kuzuia tatizo la kupasuka kwa moto. Zinalehemu kwa nyenzo za kujaza 4xxx na 5xxx, kulingana na mahitaji ya matumizi na huduma.

Aloi za Mfululizo wa 7XXX– (inayoweza kutibiwa kwa joto – yenye nguvu ya mwisho ya mvutano ya 32 hadi 88 ksi) Hizi ni aloi za alumini/zinki (nyongeza za zinki kuanzia 0.8 hadi 12.0%) na zinajumuisha baadhi ya aloi za alumini zenye nguvu zaidi. Aloi hizi mara nyingi hutumika katika matumizi ya utendaji wa juu kama vile ndege, anga za juu, na vifaa vya michezo vya ushindani. Kama mfululizo wa aloi za 2xxx, mfululizo huu unajumuisha aloi ambazo huchukuliwa kuwa wagombea wasiofaa kwa kulehemu arc, na zingine, ambazo mara nyingi huunganishwa kwa mafanikio arc. Aloi za kawaida zilizounganishwa katika mfululizo huu, kama vile 7005, huunganishwa kwa kiasi kikubwa na aloi za kujaza mfululizo wa 5xxx.

Muhtasari- Aloi za alumini za leo, pamoja na hali zao mbalimbali, zinajumuisha aina mbalimbali na zenye matumizi mengi ya vifaa vya utengenezaji. Kwa muundo bora wa bidhaa na maendeleo ya utaratibu wa kulehemu yenye mafanikio, ni muhimu kuelewa tofauti kati ya aloi nyingi zinazopatikana na sifa zao mbalimbali za utendaji na ulehemu. Wakati wa kutengeneza taratibu za kulehemu za aloi hizi tofauti, ni lazima kuzingatia aloi maalum inayolehemu. Mara nyingi husemwa kwamba kulehemu kwa aloi za alumini si vigumu, "ni tofauti tu". Ninaamini kwamba sehemu muhimu ya kuelewa tofauti hizi ni kuzoea aloi mbalimbali, sifa zao, na mfumo wao wa utambulisho.